Szymon Ratajczak kl. 3Tg Kierunek: Technik urządzeń i systemów energetyki odnawialnej

Sprawozdanie z wykonanego ćwiczenia

Temat ćwiczenia: Pomiary rezystancji różnymi metodami.
Data wykonania ćwiczenia: 16.04.2014r.	Podpis nauczyciela:

I. CEL ĆWICZENIA: Poznanie istoty metod technicznych pomiaru rezystancji małych i

dużych, pomiaru przy użyciu mostka Wheatstone’a oraz pomiaru za pomocą omomierza analogowego i cyfrowego.

II. WYPOSAŻENIE STANOWISKA:

· cyfrowy miernik rezystancji

· miernik LAVO21

· woltomierz napięcia stałego

· miliamperomierz prądu stałego

· dekada rezystancyjna

· zasilacz napięcia stałego

III. PROGRAM ĆWICZENIA

A. Pomiar rezystancji metodą techniczną.

Pomiaru rezystancji metodą techniczną dokonuje się za pomocą woltomierza i amperomierza. Należy zmierzyć spadek napięcia UX na rezystancji badanej i prąd IX przepływający przez tę rezystancję. Wówczas rezystancja mierzona

R_x =

Aby dokładnie stwierdzić, jaką metodę należy zastosować trzeba znać rezystancje amperomierza i woltomierza, a następnie wyliczyć rezystancję graniczną R_G .

Jeśli RX< RG, to RX jest rezystancją małą i stosujemy układ do pomiaru rezystancji małych (metoda dokładnego pomiaru napięcia).

Jeśli RX> RG, to RX jest rezystancją dużą i stosujemy układ do pomiaru rezystancji dużych (metoda dokładnego pomiaru prądu). Rezystancja wewnętrzna amperomierza RA jest niewielka zazwyczaj rzędu ułamka Ohma, a rezystancja woltomierza bardzo duża rzędu dziesiątek czy setek kW.

Zatem w praktyce, jeśli spodziewamy się, że wartość rezystancji Rx wynosi od kilku Ohmów wzwyż, możemy uznać tę rezystancję jako dużą i zastosować do jej pomiaru odpowiedni układ. 1

1. Pomiar rezystancji małych.

1.a. Układ został połączony wg schematu

1.b. Dla dziesięciu różnych nastaw małych i dużych wartości RX (dekada rezystancyjna) zostały dokonane pomiary prądu i napięcia. Obliczyć wartości Rw oraz błędy bezwzględne pomiaru ΔR= Rx-Rw. Wyniki znajdują się w tabeli.

Lp.	U	I	Rx	Rw	ΔR
	mV	mA	W	W	W
1.	10	1	10	10	0
2.	20	0,68	30	29,4	0,6
3.	30	0,61	50	49,2	0,8
4.	40	0,64	65	62,5	2,5
5.	50	0,54	96	92,6	3,4
6.	60	0,53	115	113,2	1,8
7.	165	0,6	275	275	0
8.	150	0,39	395	384,6	0,4
9.	10	2	5	5	0
10.	50	2,1	25	23,8	1,2

1.c. Przykłady obliczeń:

3. Rw = U/I 8. Rw = U/I

Rw = 30/0,61 Rw = 150/0,39

Rw = 49,18 W Rw = 384,6 W

ΔR = Rx-Rw ΔR = Rx-Rw

ΔR = 50 – 49,2 ΔR = 385 – 384,6

ΔR = 0,8 W ΔR = 0,4 W

2

2. Pomiar rezystancji dużych

2.a. Układ został połączony wg schematu

2.b. Dla nastaw wartości RX takich samych jak w punkcie 1.b. dokonać pomiaru prądu i napięcia. Dokonać stosownych obliczeń. Wyniki znajdują się w tabeli.

Lp.	U	I	Rx	Rw	ΔR
	mV	mA	W	W	W
1.	10	0,9	10	11,1	-1,1
2.	13	0,4	30	32,5	-2,5
3.	17	0,32	50	53,1	-3,1
4.	20	0,26	75	76,9	-1,9
5.	22,5	0,23	96	97,8	-1,8
6.	25	0,21	115	119	-4
7.	42,5	0,15	275	283,3	-8,3
8.	52,5	0,13	395	403,8	-8,8
9.	9	1,7	5	5,3	-0,3
10.	12,5	0,48	25	26,1	-1,1

2.c. Przykłady obliczeń:

3. Rw = U/I 8. Rw = U/I

Rw = 17/0,32 Rw = 52,5/0,13

Rw = 53,1 W Rw = 403,8 W

ΔR = Rx-Rw ΔR = Rx-Rw

ΔR = 50 – 53,1 ΔR = 385 – 403,8

ΔR = -3,1 W ΔR = -8,8 W

3

Spostrzeżenia. Dokonać analizy błędów powstałych przy zastosowaniu obu

powyższych metod.

• Podczas mierzenia rezystancji małych metodą służącą do pomiarów dużych rezystancj powstały wyraźnie większe błędy.

• Wpływ na zwiększone błędy miała rezystancja woltomierza, który został wpięty przed dekadą. W konsekwencji tego zsumowała się wartość rezystancji woltomierza oraz dekady.

B. Pomiar rezystancji różnymi miernikami.

Lp.	Wartość rezystancji spisana z rezystora Rw	Pomiar mostkiem Wheatstone’a Rx1	ΔR1	Pomiar omomierzem miernika cyfrowego Rx2	ΔR2	Pomiar omomierzem miernika LAVO21 Rx3	ΔR3
	Ω	Ω	Ω	Ω	Ω	Ω	Ω
1.	10	10	0	10,5	0,5	11	1
2.	30	31	1	30,4	0,4	29	-1
3.	55	56	1	55,2	0,2	54	-1
4.	75	76	1	75,2	0,2	71	-4
5.	96	97	1	96,1	0,1	89	-7
6.	115	117	2	115,1	0,1	109	-6
7.	275	280	5	276	1	250	-25
8.	395	402	7	396	1	330	-65
9.	5	5,2	0,2	5,3	0,3	4	-1
10.	25	26,5	1,5	25,3	0,3	22	-3

3.b. Przykłady obliczeń:

3. Rw = 55Ω 8. Rw = 395Ω

ΔR₁ = Rx₁ - Rw ΔR₁ = Rx₁ - Rw

ΔR₁ = 56 - 55 ΔR₁ = 402 - 395

ΔR₁ = 1Ω ΔR₁ = 7Ω

ΔR₂ = Rx₂ - Rw ΔR₂ = Rx₂ - Rw

ΔR₂ = 55,2 – 55 ΔR₂ = 396 – 395

ΔR₂ = 0,2Ω ΔR₂ = 1Ω

ΔR₃ = Rx₃ - Rw ΔR₃ = Rx₃ - Rw

ΔR₃ = 54 – 55 ΔR₃ = 330 – 395

ΔR₃ = -1Ω ΔR₃ = -65Ω 4

WNIOSKI I SPOSTRZEŻENIA: Dokonać analizy błędów powstałych przy zastosowaniu wszystkich powyższych metod.

• Daje się zauważyć znaczne różnice w pomiarach różnymi przyrządami. Największe błędy powstały przy użyciu miernika LAVO21, trzeba jednakżę zaznaczyć, iż miernik którym się posługiwaliśmy był znacznie wysłużony i obecnie mógł być rozkalibrowany. Przy zastosowaniu miernika również LAVO21, lecz mniej wysłużonego, błędy mogłby być mniejsze.

• Najdokładniejszy okazał się miernik cyfrowy, którego błąd pomiarowy <1Ω, dla rezystancji blisko 400Ω, więc to bardzo niewiele.

• Średnie wielkości błędów powstały przy pomiarach mostkiem Wheatstone’a. Błędy zwiększały się, wraz ze wzrostem rezystancji, zwykle były < 5%, Dla największego nastawu rezystancji wyniosły <2%, więdz błąd pomiarów był również niewielki.

5